SU1644111A1 - Пьезополупроводниковый стабилизатор напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к стабилизированным источникам питани . Целью Т изобретени   вл етс  повышение КПД при работе в широком диапазоне изменени  нагрузки. Цель достигаетс  введением канала управлени  скважностью импульсов с токовым управлением . Тем самым обеспечиваетс  работа вблизи вершины амплитудно-частот - ной характеристики пьезотрансформа- ,тора и независимо от величины нагрузки . Поиск резонансной частоты пьезотрансформатора 4 и ее подстройка осуществл етс  каналом частотного управлени , содержащим частотозадаю- щий генератор 1, управл емый узлом 9 сравнени , отслеживающим изменени  выходного напр жени  посредством сравнени  напр жени  на делителе 7 с опорным напр жением источника 10. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры Целого изобретения является повьппеник КПД пьезополупроводникового стабилизатора при работе в широком диапазоне изменения нагрузки.

На чертеже представлена функцио- 10 нальная схема пьезополупроводаикового стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения.содержит Хчастотозадающий генератор 1, широтноимпульсный модулятор 2, усилитель 3 15 мощности, пьезотрансформаторный (ПТ) элемент 4 и выпрямитель-фильтр 5, включенные последовательно. Выходной вывод узла 5 соединен с выходным выводом 6 стабилизатора. Делитель 7 20 напряжения включен между выходным выводом 6 и общей шиной 8, выход делителя 7 напряжения соединен с инвертирующим входом узла 9 сравнения. Выход узла. 9 сравнения подключен к 25 входу частотозадающего генератора 1. Выход источника 10 опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам узла 9 сравнения и компоратора П. В цепь отрицательной обратной зо связи комаратора 11 включен резистор 12, а выход компаратора 11 подключен к входу управления скважностью широтно-импульсного модулятора 2. Резистор 13 включен между инвертирующим ^5 входом комапаратора 11 и датчиком 14 тока, один вывод которого подключен к общей шине 8, а другой - к нагрузке 15. Нагрузка 15 включена между выходным выводом 6 стабилизатора и дд датчиком 14 тока (нагрузка 15 и датчик 14 тока включены последовательно).

Элементы 11,12,13 входят в состав усилителя 16,17 - вход питания усилителя 3 мощности. 45

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения, когда выходное напряжение пьезотрансформаторного элемента 4 минимально и $д напряжение обратной связи, поступающее через делитель 7 на вход узла 9 сравнения, близко к нулю, узел 9 . сравнения может быть выполнен, например, в виде генератора линейно изменяющегося напряжения. Под действием управляющего напряжения, поступающего с выхода узла сравнения на вход частотозадающего генератора 1, на выходе последнего изменяется частота следования импульсов в соответствии с крутизной управления от значения ^до ^мии· Импульсы напряжения ;

с изменяющейся частотой (в данном случае убывающей) поступает на частотозадающий вход широтно-импульсного модулятора 2. Напряжение на датчике 14 тока также близко к нулю, и на выходе компаратора И формируется высокий уровень, который поступает на вход управления скважностью широтноимпульсного модулятора 2. Дод действием этого уровня широтно-импульсный модулятор 2 изменяет скважность импульсов, поступающих на его вход с выхода частотозадающего генератора 1 до максимального значения. С выхода широтно-импульсного модулятора 2 последовательность импульсов подается на вход усилителя 3 мощности. Под действием импульсного входного напряжения на выходе пьезотрансформаторного элемента 4 генерируется напряжение, амплитуда которого увеличивается по мере приближения частоты входной последовательности импульсов к резонансной частоте ПТ, соответствующей данной нагрузке. Одновременно увеличивается ток через нагрузку 15, а следовательно, и падение напряжения на датчике 14 тока. Это напряжение через резистор 13 поступает на инвертирующий вход компаратора 11, вызывая снижение напряжения на его выходе и как следствие этого уменьшение скважности импульсов на выходе широтноимпульсного модулятора 2, что, в свою очередь, способствует быстрому нарастанию напряжения на выходном выводе 6 стабилизатора. Когда уровень напряжения на выходном выводе 6 достигает номинального значения, напряжение на инвертирующем входе узла 9 сравнения станет равным напряжению на его неинвертирующем /ходе и период колебаний линейного напряжения на выходе узла сравнения 9 стремится к.бесконечности, узе^ 9 сравнения переходит в стационарный режим с линейным законом регулирования и частота импульсов частотозадающего генератора 1 устанавливается вблизи частоты резонанса ПТ, соответствующей данной нагрузке. Одновременно останавливается дальнейший рост тока через нагрузку 15, а следовательно, падение напряжения на дат5 ό

чике 14 становится постоянным . Это 'напряжение через компаратор 11 фиксирует скважность последовательности ипульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 2, что приводит к стабилизации напряжения на нагрузке 15, При изменении нагрузки 15 изменяется напряжение на выходном выводе 6. Это изменение через делитель 7 передается на инвертирующий вход узла 9 сравнения, что вызывает соответствующее изменение напряжения на выходе узла 9 сравнения, под действием которого происходит изменение частоты частотозадающего генератора ) до значения, соответствующего резонансной частоте ПТ для новой нагрузки, одновременно происходит изменение скважности до значения, соответствующего новой нагрузке.

Claims (1)

1. .Формула изобретения Пьезополупроводниковый стабилизатор напряжения, содержащий последовательно соединенные между входным и вьходным выводами усилитель мощности, пьезотрансформаторный элемент выпрямитель и фильтр, канал управления частотой, включающий делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, выход которого соединен с инвертирующим входом узла сравнения, неинвертируюший вход которого подключен к источнику опорного напряжения, п частотозадающий генератор, вход которого соединен с лич целью роком в него введен канал управления скважвькодом узла сравнения, ота ю щ и й с я тем, что, с повышения КПД при работе в шидиапазоне изменений нагрузки,

   Использование канала регулирования скважности с токовым управлением позволяет работать вблизи вершины амплитудно-частотной характеристики ПТ, что существенно повышает коэффициент полезного действия стабилизатора в области малых токов нагрузки и делает его практически постоянным в диапазоне нагрузок от некоторого максимального значения до холостого хода.

   , ностью с токовым управлением, включающий широтно-импульсный модулятор, усилитель и датчик выходного тока,

   25 причем инвертирующий вход усилителя подключен к датчику выходного тока, неинвертирующий - к источнику опорного напряжения, а выход - к входу управления скважностью широтно-им30 пульсного модулятора, частотозадающий вход которого соединен с вькодом частотозадающего генератора, а выход с управляющим входом усилителя мощности.